CN102047158B - 低折射率、大模场直径光耦合器 - Google Patents

Abstract

一种光耦合器，其由低折射率材料形成并显示出适于提供(大模场直径的)自由空间光信号和在光基底上形成的单模高折射率波导之间的有效耦合的模场直径。一个实施方式包括与嵌入式(高折射率)纳米锥耦合波导相结合的反谐振反射光波导(ARROW)结构。另一个实施方式利用布置在与高折射率纳米锥耦合波导重叠的配置中的低折射率波导结构。低折射率波导本身包括覆盖在纳米锥耦合波导上的锥形区域，以促进光能量从低折射率波导到相关的单模高折射率波导之间的转移。

Description

低折射率、大模场直径光耦合器

相关申请的交叉引用 

本申请要求全部并入本文的以下临时申请的权益：于2008年5月28日递交的第61/130,092号美国临时申请；于2008年6月5日递交的第61/131,106号美国临时申请；以及于2008年7月1日递交的第61/133,683号美国临时申请。 

技术领域

本发明涉及光耦合器，且更具体地，涉及由低折射率材料形成并显示出适于提供(大模场直径的)自由空间光信号和光学基底上形成的高折射率材料的波导之间的高效的耦合的模场直径的光学耦合器，本发明的耦合器能够在相对宽的带宽上操作。 

发明背景 

外部光信号和光波导之间的耦合的技术的进步近来与光学“纳米锥”结构的使用相关联。有时候称为“反锥”的“纳米锥”一般被限定为用于促进(例如)单模光纤和沿光学基底形成的高折射率波导之间的有效耦合的高折射率波导的核心的终端部分。在一般的设备结构中，纳米锥的接近高折射率波导的核心的部分的横向尺寸近似地与核心的宽度相匹配。纳米锥的横向尺寸沿光传播的方向单调递减，直到其达到与“尖端”(即，远离高折射率波导的核心的纳米锥的部分)有关的小的值。尖端部分代表光首先进入或离开纳米锥所处的点。 

在一些现有技术的纳米锥中，设备被分开以使得尖端的端面与光学基底的切边基本上一致。然后光通过将光源/接收器与基底的切边对齐的方式 被直接发射到入口纳米锥的尖端中(或从出口纳米锥的尖端直接取出)。但是，发现进入的信号耦合到光学基底中所在的结合处的高折射率纳米锥的存在产生背反射，当试图将光从激光面直接耦合到波导中时出现了问题。实际上，背反射可导致激光变得不稳定。 

可选地，在其他的现有技术纳米锥中，尖端的位置从光学基底的切边凹进。然后辅助波导用于将光从切边发射到纳米锥的尖端。辅助波导一般包括比单模光学波导更大的尺寸和更低的折射率以改进耦合效率。辅助波导的核心可包括折射率大约为1.5-1.6的高分子基的材料。 

使用辅助波导的一个特定的现有技术纳米锥耦合器布置在图1和图2中示出。辅助波导采用一般置于关于第二个的较小尺寸的波导部分(包括纳米锥)的重叠布置中的第一个的较大尺寸的波导部分的形式。现参考图1，参考标号1表示单模波导，参考标号2表示模场尺寸转换区域，参考标号3表示辅助波导部分，参考标号4表示纳米锥，参考标号7表示低折射率辅助波导。图2完全地示出了沿光学基底的表面的纳米锥4的几何形状。在模场尺寸转换区域2中，纳米锥4具有在尖端5以相对小的值开始的宽度(通常为50-150纳米)，且然后锥体向外到与单模光学波导1相关联的最终需要的波导尺寸。纳米锥4的厚度x沿模场尺寸转换区域2保持相对恒定，其中厚度x在图1中被完全示出。 

与纳米锥4的尖端5相关联的模尺寸是“大的”(因为光的弱聚束)且在纳米锥4的尺寸扩大时收缩，使光在有效折射率沿纳米锥的长度增加时紧束。这个作用促进了向与超薄单模波导1相关联的较小的模的所需的模转换。 

在使用中，光被发射进辅助波导部分3的端面6，在此处其无障碍地传播，直到其碰到模转换区域2中的纳米锥4的尖端5。在这一点，光束从辅助波导部分3的相对低的有效折射层7被低损耗地传送到相对高效折射率超薄波导1，因为模的尺寸沿着锥体的延伸逐渐减小。 

即使是在使用这样的辅助波导时，耦合损耗作为进入的光学信号和辅助波导之间的不对齐的结果而发生。辅助波导的配置也对信号损耗有贡献，与辅助波导和纳米锥之间的不完全模转换相关联。 

发明概述 

现有技术的这些问题和其他问题由本发明解决，其涉及光学耦合布置，且更具体地，涉及由低折射率材料形成并显示适于提供(大模场直径的)自由空间光信号和在光学基底上形成的单模高折射率波导之间的高效的耦合的模场直径的光学耦合器。 

本发明提供一种硅基光耦合器，用于提供在显示出大模场直径的光信号和在光基底上形成并显示出比所述光信号小的模场直径的单模光波导之间的光耦合，所述硅基光耦合器包括： 

低折射率光波导，该低折射率光波导的材料具有比所述单模光波导低的折射率，所述低折射率光波导布置在所述光基底的端表面上并显示出大模场直径来为自由空间光信号提供耦合；以及 

纳米锥耦合波导，该纳米锥耦合波导具有比所述低折射率光波导大的折射率，且布置在所述低折射率光波导和所述单模光波导之间以提供其间的耦合，所述纳米锥耦合波导设置为包括从其到端表面的锥形地向外的窄尖端终端，所述单模光波导耦合到所述端表面，其中所述纳米锥耦合波导执行在大模场直径低折射率光波导和小模场直径单模光波导之间的模场直径转换。 

本发明的第一个实施方式包括反谐振反射光波导(ARROW)结构，其与嵌入式纳米锥耦合波导相结合使用，以在自由空间光信号和单模高折射率光波导之间形成低损耗光学耦合布置。在优选的实施方式中，用于建立金属接触互连的常规的层间电介质(ILD)层还用作低折射率ARROW结构，下面的高折射率材料层(例如，硅或氮化硅)作为ARROW结构的反谐振反射表面起作用。 

依照本发明的这个实施方式，ARROW结构形成能够使入射的光学信号的基本上所有的能量陷入的大的谐振腔。纳米锥耦合波导布置在ARROW结构的厚度中(即，嵌入在低折射率核心区域中)并用于将沿ARROW结构传播的模式绝热地传播到条形波导模式，因此为布置在纳米 锥耦合波导的终端上的单模高折射率波导提供了有效耦合。应理解这个实施方式(像以下所讨论的其他实施方式)的耦合器在本质上是互补的，允许沿着单模波导传播的光信号在模场直径上增加，并在其后在由ARROW结构建立的Fabry-Perot腔中谐振，并作为大模场直径信号离开，适用于由光电检测设备接收，耦合到光纤中，等等。 

本发明的另一个实施方式利用置于与纳米锥耦合波导重叠布置中的低折射率波导结构。低折射率波导本身包括覆盖在纳米锥耦合波导上的锥形区域以促进光能量从低折射率波导向相关的单模高折射率波导的转换。 

低折射率波导可包括条形(或隐埋的条形)形状、肋状(包括反转的肋状)或其他的适当的配置(例如方形、通道、矩形、锥体等)。波导的构成还可被修改，以便改变其折射率作为长度和加速模式转换的函数。也可使用物理修改和材料修改的组合。再次地，这个结构的可逆性质允许低 折射率波导可作为引入到集成的波导布置的光信号的入口耦合器或作为发射到自由空间中的光信号的出口耦合器起作用。 

本发明的又另一个实施方式包括ARROW结构与低折射率波导的组合，该组合通过将一层反射(高反射率)材料合并到低折射率波导布置的支持基底结构中而形成。 

本发明的布置的优势是，以较大为特征的低折射率波导结构的使用放宽了现有技术的一些严格的亚微米对准公差，同时保持了支持大模场光信号的第一元件和支持小模场光信号的第二元件之间的有效转换。对准公差的放宽还允许使用光信号的较宽带宽。 

另外，本发明的多个低折射率、大模场直径耦合结构可基于晶片规模被制造和使用，因为CMOS处理和平板印刷技术用于形成耦合器。相反地，现有技术布置一般需要使用离散部件(例如镜头)作为耦合系统的部分，其不易于与晶片规模的操作相兼容。 

在以下的讨论过程中以及参考附图，本发明的其他优势和进一步的优势将变得明显。 

附图的简要描述 

现参考附图，其中相同的标号表示几个视图中的相同的部件： 

图1是使用辅助耦合波导的现有技术纳米锥耦合器的侧视图； 

图2是图1的现有技术布置的顶视图； 

图3是在基于硅的光学基底上形成的示例性现有技术反谐振反射光波导的侧视图； 

图4是图3的现有技术布置的端视图； 

图5包含由图4的现有技术ARROW结构支持的模态强度分布； 

图6是带有嵌入式纳米锥耦合波导、形成依照本发明的光学耦合器的示例性低折射率ARROW结构的顶视图； 

图7是图6的布置的侧视图； 

图8是沿图7的线8-8的本发明的剖面端视图； 

图9是使用锥形低折射率波导与纳米锥(较高折射率)耦合波导组合的本发明的可选实施方式的顶视图； 

图10是图9的实施方式的沿线10-10的剖面端视图； 

图11是图9的实施方式的沿线11-11的侧视图； 

图12是图9的实施方式的具体配置，示出了低折射率波导和高折射率纳米锥耦合波导之间相对长的叠加区域(标示为O_long)； 

图13是图9的实施方式的另一个具体的配置，示出了低折射率波导和高折射率纳米锥耦合波导之间的相对短的叠加区域(标示为O_short)； 

图14是图9的实施方式的不同的配置的顶视图，包括低折射率波导的成角度的端面，以防止由再次进入光信号路径引起的反射； 

图15是本发明的又一个实施方式的端视图，形成了图9的实施方式的ARROW结构； 

图16是图15的实施方式的侧视图；以及 

图17示出了多个光电子设备的示例性晶片排布，每个设备被形成为包括本发明的低折射率、高模场直径耦合器。 

详细描述 

自由空间光信号一般显示大模场直径(例如，当与由在硅基光学基底上形成的单模波导支持的模场相比较时)，需要某种类型的模式转换以为光波导提供有尽可能小的信号损耗的有效耦合。按下文所描述的配置的低折射率波导耦合器的利用，被认为是提供了与例如现有技术的纳米锥耦合器相比较而言的改进的耦合。 

适合用在以下所描述的本发明的耦合器中的一种类型的低折射率波导是反谐波反射光波导(ARROW)。有益地，ARROW结构可由用来形成常规的硅基的光电设备的相同材料形成。图3是硅光学结构10和ARROW结构12的示例性现有技术的布置的侧视图。硅光学结构10被示出为包括 硅基底11、隐埋氧化物(BOX)层13和由具有相对于周围的氧化物材料来说相对高的折射率的材料(例如，硅、非晶硅、多晶硅、氮化硅等)形成的表面层15。 

ARROW结构12包括诸如在硅光学结构10的表面层15上形成的二氧化硅的低折射率材料的层14。层14被形成为包括几微米的厚度，在此处4.0微米的值被认为对于由二氧化硅形成的现有技术的ARROW结构来说是足够的。为了形成期望的ARROW结构，使用CMOS制造技术来处理层14，以创建侧壁、掺杂分布等，在一个实施方式中形成肋状结构，如以下所描述(虽然如以上所述，也可使用其他的结构)。硅光学结构10的表面层15用作ARROW结构12的较低“反射”表面，这是因为与层14相对比其折射率相对较高。虽然以下未描述，应理解ARROW结构需要上反射边界以便形成反谐振反射腔。在一些情况下，周围的“空气”本身就足以形成这个上反射表面。 

依照ARROW结构的已知属性，如所示出，层14通过作为处于反谐振波长的Fabry-Perot谐振器起作用来支持光信号的传播。 

图4是图3的布置的端视图，示出了在层14的上端口14-U中的肋状结构的ARROW结构12的形成。ARROW结构12的侧壁16和18可通过例如使用CMOS处理技术移除层14的预先确定的厚度的方式形成。侧壁16、18和空气(或其他的低折射率材料)之间的作为结果得到的界面形成了ARROW结构12的横向侧壁边界。因此，与硅光学结构10的表面层15相组合，支持光信号的传播的谐振结构形成。 

在一个示例性实施方式中，ARROW结构12形成为显示出大约为6微米的宽度w，以及3微米的深度d(使用具有大约6微米的总厚度t的氧化物层14)。处于例如1310纳米的操作波长的光信号可由这个特定的ARROW结构12支持，并仅受到大约0.57dB/cm的损耗。光学系统中使用的其他波长还可被支持，例如但不限于850、980或1550纳米，其中每个波长将导致产生不同的有效折射率且将显示出不同的损耗。图5示出了与图4相同的布置，包括可由ARROW结构12支持的示例性光信号的模态强度分布。应理解模态宽度可通过调整以上描述的一个或多个参数来改变 ——宽度w和肋状结构12的深度d，以及层14的总厚度t和折射率。 

通过基本的ARROW结构的这个描述，本发明的第一个实施方式可被全面地描述和理解。依照本发明的第一个实施方式，低折射率光耦合器包括带有嵌入式纳米锥波导的ARROW结构以使光信号有效、低损耗地耦合到在硅基光基底中形成的单模条形波导中。图6是本发明的这个实施方式的布置的顶视图，其中纳米锥耦合波导20与ARROW结构12组合使用，以将传播光信号引入到沿光基底形成的单模条形波导30中。图7是图6的基于ARROW的耦合器的侧视图，图8是沿图7的线8-8的剖面端视图。ARROW结构中的嵌入式纳米锥波导的定位在图7和图8的视图中是明显的。 

依照本发明，ARROW结构12由相对低折射率的材料(例如二氧化硅)形成，而纳米锥耦合波导20由相对高折射率的材料(例如硅或氮化硅)形成。应理解各种材料都可用于形成低折射率ARROW结构耦合器和高折射率纳米锥耦合波导两者，只要两个值之间的反差足以提供期望的传播和耦合函数，即n₂₀＞n₁₄。 

如图6和图7中示出，进入的光信号将耦合到ARROW结构12中，在此处，如以上所讨论，层15作为创建ARROW结构12的谐振Fabry-Perot腔起作用。而“层”15在附图中被示出为单层材料，应理解，一般地，ARROW结构12的反射边界可包括彼此堆叠的多个层(每个层显示出稍微不同的折射率)。本发明的这方面将结合图22-23在以下更加详细地讨论。 

返回参考图7，耦合到ARROW结构12并沿ARROW结构12传播的光信号将最终撞击纳米锥耦合波导20的肋状结构22，并开始经历其模场直径的减小。纳米锥耦合波导20的存在将执行传播光信号从首先由ARROW结构12支持的相对大模场直径M到由在硅基光学结构中常规使用的单模条形波导支持的较窄、较小模场直径(在图6和图7中示出为“m”)的模式转换。单模条形波导30在图6和图7中被示出为无缝地耦合到纳米锥耦合波导20的终端20-T。 

因此，依照本发明的这个实施方式，低折射率ARROW结构与嵌入式、高折射率纳米锥耦合波导的组合能够有效地将大模场直径光信号耦合到 相对小的模场直径(高折射率)光波导中。应理解这个布置的互补的特点还允许小模场直径信号在相反的方向上沿着单模条形波导30传播，以在其通过纳米锥耦合波导20时扩展。然后反向信号在其传播通过ARROW结构12时将继续以模场直径扩展，创建相对大模场直径的自由空间光输出信号。 

因此，ARROW结构12的使用允许(来自源例如激光器、LED、垂直腔面发射激光器——VCSEL、光纤或在光系统上形成或与光系统结合的其他的光波导结构)进入的光信号耦合到具有与现有技术耦合布置相比较而言较低的损耗和实质上较宽松的对准公差的单模波导中。实际上，低折射率大模场直径波导耦合器可在整个晶片表面的不同位置上形成(如图17中所示出)并用于在整个晶片(或其部分)耦合/路由光信号是本发明的益处。 

在跨晶片的不同位置形成光耦合器的这个能力在测试和其他的制造操作中尤其有用。实际上，使用CMOS处理和平板印刷技术的能力允许可再生光耦合结构在整个晶片表面的不同点上形成。用于形成耦合器的CMOS处理的使用被认为是对现有技术的耦合布置的重要进步，现有技术的耦合布置需要离散的光学部件(例如镜头)以在结构中单独地放置和对齐，且作为结果，这些现有技术耦合布置不易于制造及在晶片级上进行测试。 

在本发明的可选实施方式中，低折射率光波导可与下面的高折射率纳米锥耦合波导结合使用，以提供自由空间光信号和单模光波导之间的改进的耦合。有益地，低折射率波导在与纳米锥耦合波导/单模波导组合相同的基底上形成，且与CMOS处理技术完全兼容。低折射率波导被形成为在与纳米锥耦合波导重叠的区域中包括有锥形端部分。优选地，锥形物是绝热的，以允许向高折射率纳米锥耦合波导的完全的功能和信号转换。 

图9是本发明的这个可选的实施方式的示例性配置的顶视图，其中图10是沿图9的线10-10的剖面端视图，而图11是沿图9的线11-11的侧视图。在这个具体的配置中，结构包括分布在硅光学结构41上的低折射率肋状光学波导43。在这个实施方式中，光波导43包括由较低折射率材料 48的区域围绕的第一材料的核心区域40。核心区域40可包括一个或多个独立的材料层，不一定是相同的材料。硅光学结构41在图10和11中被最佳地示出，且包括硅基底42和隐埋氧化物层44，在氧化物层44的表面上形成高折射率纳米锥耦合波导58。低折射率材料(例如，硅氧化物)的围绕区域48以图10所示出的方式在低折射率核心区域40和纳米锥耦合波导58附近形成。 

返回参考图9，具有大模场直径(MFD)的进入的光信号耦合到低折射率波导43中且因此耦合到下面的高折射率纳米锥耦合波导58中。然后传播的光信号转换到布置在纳米锥耦合波导58的终端58-T上的高折射率单模条形波导50中。依照本发明，波导结构43的核心区域40包括锥形部分52，其用于实现在距离输入耦合面47的某个有限距离内，传播的光信号向纳米锥耦合波导58的转移以及之后向单模条形波导50中的转移。锥形部分52被示出为包括尖端终端56。 

如以下关于图12和图13所讨论的，纳米锥耦合波导58和波导53的低折射率核心区域40的锥形部分52之间的重叠的长度是可被调整的一个因子，以提供其间的耦合的期望程度。 

低折射率波导核心区域40可包括材料例如氮氧化硅(SiON)，其可具有从1.5到2.0的折射率范围。一般的值可能是大约1.55-1.60，其稍微大于周围硅氧化物层48的折射率1.5。另外，低折射率波导核心区域40可包括分级的折射率分布，其中，例如，沉积的SiON材料中的氮和氧的比被控制以使得折射率在与下面纳米锥耦合波导58的界面上显示出其最大值，并随后在垂直方向上减小。已知的CMOS处理步骤可用于提供这个分级的折射率。这样的分级的折射率结构的使用允许在低折射率波导结构43和高折射率纳米锥耦合波导58之间所得到的耦合更加有效(例如，允许能量转换完全覆盖纳米锥耦合波导58的较短部分)。纳米锥耦合波导58和单模条形波导50两者都由相对高折射率材料(当与电介质层48和波导核心区域40的低折射率值相比较时)形成，且可包括具有2-4的范围内的折射率的材料例如硅或氮化硅。优选地，两者都由相同的材料形成以消除耦合低效并减小终端58-T的反射。 

如在图10中被最佳地示出的低折射率波导结构43的横截面区域被选择为与高折射率波导50的结构相兼容，且还被选择为建立单模结构。再次地，分级的折射率波导核心区域40的使用是确定区域的几何结构的一个因素。锥形和过渡区域(见图11-13)之间的重叠的长度O被选择为提供低折射率波导43和高折射率波导50之间的绝热的和完全的功率转换。具体地，低折射率波导锥形部分52和高折射率纳米锥耦合波导58的重叠可被优化，以实现从波导43到波导50的光学功率的绝热转移，因此保持了传播信号的模式(对于单模操作的特别重要的方面)。图12中所示出的布置包括相对长的重叠区域(标示为O_long)，图13包括相对短的重叠区域(标示为O_short)。重叠长度的变化与折射率值、波导几何结构等相结合，是在提供有效的绝热功率转移中要考虑的一个因素。 

图14是图9-13的实施方式的另一个配置的顶视图。与图9的顶视图相比较，可清楚看到图14的配置包括沿低折射率波导43的成角度的端面49。已发现，通过转变这个端面的角度，反射信号R中的大部分功率可被引导离开光学轴。当与例如激光源相结合地使用本发明的耦合器时，对于激光器的操作关键的是最小化反射的能力。 

图15是本发明的又另一个实施方式的端视图，在这种情况下，将反射表面合并到图9-13的实施方式的隐埋氧化物层44中，以形成在低折射率波导核心区域中显示出这个锥形结构的ARROW结构。具体地，图10的结构被修改为包括如图15中所示出的反射边界62，其由硅、非晶硅、多晶硅等形成。实际上，如以上所提到，反射边界62可包括具有各种折射率的多重的层(例如，高/低/高/低折射率)，以最大化传播的光信号的限制。如所示出，反射边界62在硅基底42之上，且因此限定了所创建的结构的Fabry-Perot腔的边界。图16是这个实施方式的侧视图，示出了大模场光信号M在耦合到结构的端表面时发展为纳米锥波导58的尖端60处的小模场信号m。像其他的实施方式，图15和图16的布置在本质上是互补的，允许沿条形波导50传播的信号随后作为大模场直径自由空间光信号被发射。 

最后，应理解本发明的耦合结构在操作中是固有地互补的。即，沿高 折射率波导50传播的光信号可耦合到低折射率波导40中且随后耦合到例如光纤、光电二极管等的接收光部件中。实际上，利用较大、低折射率波导以提供有效的功率转移/耦合到自由空间光学设备(无论是发射设备或接收设备)的能力被认为是本发明的重要的优势。重要的是，本发明的低折射率波导耦合结构在包括提供晶片规模的光信号路由的各种应用中是有用的。 

图17示出了示例性晶片级配置，其中晶片200包括多个独立的光电子部件202。部件202中的各种部件被形成为包括以上所描述的实施方式中的一个实施方式的低折射率波导耦合器结构204。多个光信号波导206沿晶片200布置，并用于提供来自/到耦合器结构204的光信号。例如，芯片外布置(未示出)可用于提供沿波导206并进入部件202的一组光测试信号。 

虽然本发明关于其若干实施方式被描述，但本领域技术人员将认识到可作出各种改变而不偏离所要求保护范围的本发明的精神和范围。因此，本发明不限于附图中所示出的和说明书中所描述的，而是仅在所附的权利要求中被指示。 

Claims (15)

1.一种硅基光耦合器，用于提供在显示出大模场直径的光信号和在光基底上形成并显示出比所述光信号小的模场直径的单模光波导之间的光耦合，所述硅基光耦合器包括：

反谐振反射光波导，该反谐振反射光波导布置在所述光基底的端表面上，并且包括低折射率核心区域和布置在所述低折射率核心区域下方的反射边界层，所述低折射率核心区域和反射边界结合形成谐振腔；以及

纳米锥耦合波导，该纳米锥耦合波导具有比所述反谐振反射光波导的低折射率核心区域大的折射率，且布置在所述反谐振反射光波导和所述单模光波导之间以提供其间的耦合，所述纳米锥耦合波导设置为包括从其到端表面的锥形地向外的窄尖端终端，所述单模光波导耦合到所述端表面，其中所述纳米锥耦合波导执行在大模场直径反谐振反射光波导的低折射率核心区域和小模场直径单模光波导之间的模场直径转换。

2.如权利要求1所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导的低折射率核心区域包括电介质材料。

3.如权利要求2所限定的硅基光耦合器，其中所述电介质材料还被用作至少一个层间电介质层。

4.如权利要求1所限定的硅基光耦合器，其中所述反射边界层包括至少一层从由非晶硅、多晶硅、单晶硅和氮化硅组成的组中选出的材料。

5.如权利要求2所限定的硅基光耦合器，其中所述纳米锥耦合波导包括硅。

6.如权利要求2所限定的硅基光耦合器，其中所述纳米锥耦合波导包括氮化硅。

7.如权利要求1所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导包括锥形端部分，所述反谐振反射光波导布置在所述纳米锥耦合波导上以使得所述反谐振反射光波导的所述锥形端部分重叠在所述纳米锥耦合波导的所述窄尖端终端上。

8.如权利要求7所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导还包括沿所述锥形端部分的相对的表面的成角度的端面。

9.如权利要求7所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导的低折射率核心区域包括氮氧化硅。

10.如权利要求7所限定的硅基光耦合器，其中所述硅基光耦合器还包括围绕所述反谐振反射光波导的电介质限制区域，所述电介质限制区域具有比氮氧化硅的折射率小的折射率。

11.如权利要求7所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导的低折射率核心区域显示出足以创建所述锥形端部分的分级的折射率分布。

12.如权利要求1所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导包括肋状波导。

13.如权利要求1所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导包括倒转的肋状结构波导。

14.如权利要求1所限定的硅基光耦合器，其中所述反谐振反射光波导包括条形波导。

15.如权利要求14所限定的硅基光耦合器，其中所述条形波导包括隐埋条形波导。

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